Vítejte!
HŘÍŠNÍCI NOVÝ UŽIVATEL

nepřihlášený uživatel


Právě si tyto stránky čte 1 člověk.
Poslední změna:
29.09.2007
Návštěvník číslo:
23803
ICQ:61783389
Copyright © 2003
Hell

Elektornika II.

Dokumenty a příklady


Návrh dvoustupňového předzesilovače

Název  úlohy:  Návrh dvoustupňového předzesilovače

Zadání:  Navrhněte  dvoustupňový zesilovač pro kmitočtové pásmo 20 až 20 000 Hz. Je požadován vstupní odpor zesilovače , výstupní odpor zesilovače , po­žadavek na napěťový zisk au = 40 dB. Napájecí stejnosměrné napětí UCC = 12 V. R= 50 Ω.

Použijte tranzistor KF 508, jenž má  pro pracovní bod UCE = 5 V a IC = 1 mA zadány  ná­sledující hodnoty h-parametrů: h11e = 4,5 kΩ, h12e = 2,2.10-4, h21e = 300, h22e = 30.10-6 S.

Požadavek na teplotní stabilizaci pracovního bodu u obou tranzistorů je Se ≤ 0,1.

Řešení:

1. Při výpočtu vyjdeme z požadavku na vstupní a výstupní odpor  zesilovače. Těmto po­žadavkům vyhovuje kombinace kaskádního zapojení tranzistorů se společným emitorem SE a se společným kolektorem SC.

Dalším výchozím údajem je požadavek na napěťový zisk, který má být 40 dB, což zna­mená, že napěťové zesílení má být 100. Jestliže se má jednat o kaskádní řazení SE + SK, musí toto zesílení zabezpečit první stupeň (SE).

,  kde RZ1 je po zjednodušení v podstatě roven RC1. Ve skutečnosti je dán paralelní kombinací RC1, RB2 a r1 tranzistoru T2. Zjednodušení můžeme použít vzhledem k předpokladu, že RC1 je minimálně o řád menší než ostatní dva odpory s ním v paralelní kombinaci (zdůvodnit).

K výpočtu je nutno přepočítat he parametry z přiložených grafů do zvoleného pracovního bodu, který je pro UCE  dán napájecím napětím UCC, když UCE = ½.UCC, a proud IC zvolíme s ohledem na PCDOV a průběh výstupních charakteristik. Z rovnice kolektorového obvodu pro stejnosměrné veličiny  můžeme vypočítat emitorový odpor RE1 při zjednodušení, že IC je přibližně roven IE.

.

Nebo naopak vypočítat IC1 ,  při zvoleném RE1 = (1/3÷1/2) RC1, pokud RC1 vypočítáme  z he parametrů uvedených v zadání. Pak je však nutno výpočet RC1 znovu  upřes­nit pro nový pracovní bod  stanovený vypočítaným kolektorovým proudem.

Při výpočtu je nutno provádět odhady na základě dosud provedených výpočtů.

2. Při výpočtu bázového obvodu je nutno vzít v úvahu, že IB1 = IC1/h21e a děličem tvoře­ným bázovými odpory prochází proud ID1 (5 až 10) krát větší než IB1. Dalším poznatkem je požadavek na velikost celkového bázového odporu RB12 (paralelní kombinace RB1 a RB2) ze stanovené hodnoty   .

Pokud vypočítáme  odpor RB2 z rovnice     můžeme RB1 vypočítat již z míněné paralelní kombinace tvořící RB12, když platí odvozený vztah :  .

3. Můžeme již překontrolovat vstupní odpor zesilovače, který bude dán po zjednodušení vstupním odporem zesilovací součástky (T1) pokud platí, že r1 « RB12  a  RC1 « RVST2, kde r1 je vstupní odpor prvního tranzistoru a RVST2 je vstupním odporem druhého zesilovacího stupně (ten je dán paralelní kombinací RB3 a r1 druhého tranzistoru, tedy odporů u nichž je předpoklad ,že budou mnohonásobně větší než RC1).

, kde tedy RZ1 je RC1. Vstupní odpor zesilovače musí přibližně odpoví­dat zadání.

4. Druhý tranzistorový stupeň bude plnit funkci impedančního přizpůsobení pro požado­vaný výstupní odpor, což bude výchozí poznatek pro další výpočet. . Z tohoto vztahu můžeme odvodit  velikost RE2, neboť pokud bude RE2 o řád větší než r2 dru­hého tranzistoru, výstupní odpor druhého zesilovacího stupně a tedy i celého zesilovače bude určen výstupním odporem T2. Je třeba si uvědomit, že celkovou velikost výstupního odporu můžeme odporem RE2 ovlivnit, ale pouze směrem nahoru od velikosti výstupního odporu zesi­lovací součástky.

Ze zvoleného RE2, napájecího napětí, které určuje UCE2  (1/2.UCC), vypočteme IC2, čímž máme určeny souřadnice klidového pracovního bodu. Do tohoto pracovního bodu můžeme přepočítat he parametry, které ještě musíme přepočítat pro zapojení tranzistoru se společným kolektorem podle následujících vztahů: h11c = h11e, h12c = -h12e, h21c = 1 a h22c = h22e (vztahy jsou uvedeny ve zjednodušené podobě). Zároveň můžeme ověřit splnění požadavku na vý­stupní odpor zesilovače. Výstupní odpor druhého tranzistoru je dán vzta­hem: , kde Rg2 je vnitřní odpor zdroje signálu pro druhý stupeň, který je dán hodnotou RC1 pokud RC1 « RB3.

5. V bázovém obvodu můžeme můžeme pro výpočet bázových odporů v můstkovém za­pojení použít stejný postup a stejné vztahy jako u prvního stupně vyplývající z teplotní stabili­zace  klidového pracovního bodu (viz druhý bod tohoto postupu).

6. Ověříme celkové napěťové zesílení zesilovače které je dáno součinem napěťových zesí­lení jednotlivých stupňů  AUC = AU1.AU2 (pro výpočet jednotlivých zesílení použijeme vztah z prvního bodu tohoto postupu).

7. Na závěr vypočítáme jednotlivé kapacity, vazební CV, emitorové CE či kapacitu pro omezení horního pásma kmitočtů CCE podle následujících vztahů:

,        ,        ,

, kde R je paralelní kombinací RC1, RB12 .

 , kde R/ je paralelní kombinací RC1 a

Nové mezní kmitočty zohledňující počet stupňů n = 2 a původní mezní kmitočty fd = 20 Hz  a fh = 20 000 Hz jsou dány vztahy:

8. Poznámky k řešení : Při řešení je nutno řadu  hodnot volit na základě použitých součástek či zkušeností. Dále je u řady výpočtů  použito zjednodušení vyplývající například z paralelního řazení odporů lišících se o více než jeden řád apod. Stejně tak u volby výpočtu existuje někdy i více variant výpočtu, volby jednotlivých variant necháván na řešiteli. Výše uvedený postup je tedy jedním z možných způsobů řešení výpočtu dvoustupňového zesilovače.

 

 


Schéma zapojení dvoustupňového zesilovače

Přihlášení

Jméno

Heslo

Podporované projekty (vřele doporučuji)

Bezdrátová síť v Plzni 
PilsFree

Moje oblíbené WWW stránky (vřele doporučuji)

Zpravodajství ze světa nejrychlejších vozů naší planety:
Formule 1

Zpravodajství ze světa videa, TV karet, kodeků a tak podobně:
TV Freak

Zpravodajství ze světa počítačů a všeho kolem:
Živě

Zpravodajství ze světa počítačů:
PcTuning

Zpravodajství ze světa mobilů:
MobilMania

Zpravodajství ze světa počítačových her a hardwaru.
BonusWeb

Češtiny do her a programů:
Češtiny

Zpravodajství ze světa počítačových her a hardwaru:
Doupě

Vyhledávací server:
Google

zpět na předchozí stránku
Copyright © 2003 Hell
doporučené rozlišení 1024x768